作者：国工智能研发部——周晓冬

　　概述

　　日前，美国辉瑞公司研制出口服新药Paxlovid（PF-07321332；利托那韦），辉瑞称与安慰剂相比，新冠口服试验药物Paxlovid在出现症状后的三天内服用，能将轻度和中度成年患者住院或死亡概率降低89%。就此，凯莱英与美国辉瑞公司签订相关产品新一批的《供货合同》，将为辉瑞新冠抗病毒口服药Paxlovid提供合同定制研发生产(CDMO)服务。

　　在CDMO服务中，优化合成路径是节约成本，提高生产效益的重要组成部分，但这一环节的实验需要大量的投入，而借助国工智能数据大脑平台中的逆向合成算法，只需输入最终产物，便可生成该产物的合成路径，既减少了时间成本和资金投入力度，同时也降低了实验伴随的风险。

　　平台优势

　　逆向合成需要对目标分子的结构进行分析，将复杂结构简单化，每步过程逆推合理，就可以得出合理的药物合成工艺的路线。这就需要研究人员具备具有较强的综合能力，其中包括熟练掌握有机化学的基本反应，对反应的运用及组合能力强。以及对化学品市场有充分的了解等。因此数据大脑平台有以下几点优势：

　　1.逆向合成算法合成路径可显示每步反应的参考的文献来源，有利于技术人员追根溯源，这样即使不具备专业化学知识的人员也可以轻松通过算法进行逆推。操作简单，即使不懂算法原理的也能轻松上手操作。

　　2.模型具有较强的泛化能力。也就是说，当数据库中的数据足够多时，该算法对未知的具有相似结构的目标化合物也能给出相似的反应路径。国工智能在化工行业深耕多年，有着较为庞大的数据库，为逆向合成算法提供了坚实的基础。

　　3.合成路径可根据用户喜好灵活调整。当算法生成的合成路径不符合用户预期时，可定点修改合成路径。

　　4.具有自动泛化新增化学反应的能力。在研究人员的实验过程中可以持续给该模型以反馈，不断的去修正模型的推荐路线，沉淀研究人员的合成经验，形成一个符合客户研发习惯模型。借助该模型后续的研究人员可以快速的掌握前人所留下的宝贵的研发经验资源。这样就可以使经验源源不断的积累，同时模型也可以更加贴合用户的合成习惯。

　　5.可以与国工智能化学研发平台进行联动，实现自动分配实验任务，自动计算优化目标化合物结构，自动进行化学反应收率优化，从而实现人工智能加速化学研发。

　　本次案例就辉瑞公司新药Paxlovid进行逆向合成的结果展示。

　　预测过程

　　首先打开国工数据大脑平台。依次进行操作:机器学习-->工作台—>新建逆向合成计算流程—>拉取逆向合成组件（图1）

　　图1

　　然后，进行组件配置。资源项选择逆向合成云服务，分子式填入参与反应的相关反应的SMILES表达式，并按照相应规则填入，如图2所示。最后点击调试，当显示运行成功时即表示运行预测算法成功，平台会将预测结果展现给用户，结果如图3所示。

　　图2

　　分析结果

 图3

　　图4

　　如图4所示，每部反应点击红框1中的黑点，可以展示反应物的详细信息如图6所示，和该步反应可参考的文献链接如图5所示。

　　图5

　　如图5所示，点击文献链接可查看专利文献详情。

　　图6

　　如图6所示，可以查询到该分子式的相关化学信息。

　　适用范围

　　化工、生物、医药等多个领域的研发实验室以及各大高校的实验室等。

　　逆向合成现在已经免费向化工领域研发人员免费开放，按照下面地址注册就可以免费使用。

　　国工智能是一家专业为流程制造业提供人工智能决策控制整体解决方案及落地服务的国有参股高新技术企业，专注于利用人工智能、大数据等技术解决流程制造业海量数据下复杂场景的智能制造需求，为客户提供“IOT+AI+OR”智能制造人工智能整体解决方案。目前，公司已经成为化工新材料行业人工智能决策控制领域的领跑者。

　　作为一家国内专业的智能制造落地服务商，国工智能凭借深厚的内功和优秀的团队，自主研发了基于人工智能的数据大脑分析平台(MAI)、智能制造管理平台（MES）、物联网数据采集平台（SCADA）、实验室管理系统（LIMS）、双体系设备管理系统（EMS），均在行业内成功应用。

　　国工智能在化工、医药、食品、饲料、新材料等行业深耕已久，客户遍布全国，已成功为海大集团、华润三九药业、康缘药业、丰原集团、道恩集团、九目化学、蓝帆医疗、新时代健康产业集团、安然纳米集团等客户提供智能制造落地服务。

　　国工智能秉承“利于国，精于工”的企业发展理念，以高端IT技术服务于传统制造企业，推动国家制造业转型升级，以工匠精神为中国智造赋能！努力成为科技创新和产业革命的引领者，为中国实体经济崛起、实现中国制造2025贡献力量！

　　国工数据大脑系统（MAI-CLI）是一个集数据调度，数据清洗，数据计算、数据可视化的数据分析平台。系统以简单易用拖动操作方式进行人机交互，屏蔽了数据分析预测业务的复杂性，大大降低了数据分析工作的技术门槛。

　　以计算流的方式构建整个数据分析业务。平台实现了对分散的数据进行统一调度，实现实验室设备、工业传感器、信息化系统接口多源数据整合。

　　平台提供上百个功能组件，包含方差、回归、聚类、分类、时间序列等算法组件，支持SPC、DOE、CPK、MSA等分析理念，平台拥有定时分析功能，可以同时监控上万的质量监控点。能实现自动化六西格玛实施落地。

　　应用场景

　　计划经理可以用来预测未来销售情况，并自动跟踪执行。

　　质量经理可以用来做SPC分析、取样差异、方差分析。

　　研发经理可以做配方优化预测、实验辅助设计、工艺分析、数据仿真。

　　设备经理可以用来做设备预测性维护、报警。

　　平台已经完成边缘计算封装，可以与设备进行互动。

　　同时所有算法对软件开发商开放调用，可以用来做底层算法平台。

　　（数据大脑同时提供算法商城服务，任何伙伴都可以使用多编程语言开发算法，由国工智能进行测试回购。）

　　数据大脑人工智能计算平台背后拥有强大的数据分析团队，您提需求我们解决。